CN112952281B - 压力调整阀结构及蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

提供能够抑制由于所排出的电解液而产生的短路的压力调整阀结构及蓄电模块。压力调整阀结构具备：底壁部(32)，其具有与多个内部空间分别连通的多个连通孔(49)；多个分隔壁部(37)，其以底壁部的内壁面(32b)为基端包围各个连通孔并向外侧突出；阀体(30)，其收纳于分隔壁部内，封闭连通孔；外周壁(36)，其将多个分隔壁部一并包围；以及罩(31)，其固定于外周壁，朝向底壁部按压阀体，分隔壁部与罩是相互分开的，在分隔壁部的内壁面(37b)，形成有在使阀体的压缩方向沿着水平的状态下从分隔壁部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的倾斜面(37c)。

Description

压力调整阀结构及蓄电模块
技术领域
本发明涉及压力调整阀结构及蓄电模块。
背景技术
以往，已知专利文献1中记载的蓄电模块。该蓄电模块具备用于调整蓄电模块的多个内部空间的压力(内压)的压力调整阀。各个内部空间的内压可能由于在各内部空间中产生气体而上升。压力调整阀包含用于堵塞与各内部空间连通的开口(连通孔)的弹性阀体。各弹性阀体在形成有各个开口的一端的壳体内是以被固定于壳体的罩构件(盖体)按压的状态收纳的。被罩构件按压的各弹性阀体在发生了弹性变形的状态下将各个开口的一端堵塞。在多个内部空间中的、内压上升到设定压力以上的内部空间中，弹性阀体由于来自该内部空间的开口的气体的压力而变形，该内部空间的气体能从该内部空间的开口排出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2019-61850号公报
发明内容
发明要解决的问题
在进行蓄电模块的多个内部空间的压力调整的情况下，收纳于各个内部空间的电解液有时会与在各个内部空间产生的气体一起经由各个连通孔被排出。在这种情况下，考虑会有如下情况：分别从不同的连通孔排出的电解液相互被连接，导致分别收纳于不同的内部空间的电极彼此经由电解液而短路。
本发明的一方面的目的在于提供能够抑制由于所排出的电解液而产生的短路的压力调整阀结构及蓄电模块。
用于解决问题的方案
本发明的一方面的压力调整阀结构用于包含多个电池单体的蓄电模块，电池单体具有收纳有正极、负极、隔离物以及电解液的内部空间，压力调整阀结构具备：壁部，其具有与多个内部空间分别连通的多个连通孔；多个筒部，其以壁部的壁面为基端包围各个连通孔并向外侧突出；弹性阀体，其具有第1端面、以及与第1端面相反的一侧的第2端面，弹性阀体收纳于各个筒部内，通过第1端面来封闭连通孔；外周壁，其一并包围多个筒部；以及盖体，其固定于外周壁，朝向壁部按压弹性阀体的第2端面，筒部与盖体是相互分开的，在筒部的内壁面，形成有在使弹性阀体的压缩方向沿着水平的状态下从筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的倾斜面。
在上述压力调整阀结构中，多个弹性阀体各自的第2端面被盖体按压，从而各个连通孔被对应的弹性阀体的第1端面封闭。在进行蓄电模块的内压调整的情况下，在蓄电模块内产生的气体从连通孔排出到外部，并且蓄电模块内的电解液也可能从连通孔排出到外部。在一方面的压力调整阀结构中，在包围连通孔并突出的筒部内收纳有弹性阀体。在这种情况下，电解液会从连通孔排出到筒部内。在弹性阀体的压缩方向沿着水平的状态下，被排出到筒部内的电解液会沿着形成于筒部的内壁面的倾斜面流动，经由与盖部的间隙排出到筒部外。这样，电解液不会滞留于筒部内而会被排出到筒部外，因此与连通孔对应的电极彼此经由电解液的短路得到抑制。
也可以是，筒部的截面从压缩方向观看时呈大致圆形，筒部的内壁面形成为直径从筒部的基端朝向顶端变大。在该构成中，若设为使弹性阀体的压缩方向沿着水平的状态，则筒体的内壁面中的下侧的面成为倾斜面。
也可以是，多个筒部的内壁面在倾斜面配置成从筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的状态下，从压缩方向观看时在左右方向上相互错开配置。在该构成中，相邻的筒部彼此不会在上下方向上重合。
也可以是，在外周壁的内壁面，在压缩方向上的从筒部到盖体之间形成有在倾斜面配置成从筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的状态下朝向盖体侧往重力方向下方倾斜的底面。在该构成中，从筒部与盖体之间的间隙排出到底面的电解液能顺着倾斜向远离筒部的方向流动。
也可以是，在盖体设置有将被外周壁包围的空间与外部连通的开口，在倾斜面配置成朝向盖体侧往重力方向下方倾斜的状态下，开口的至少一部分区域形成于比形成有连通孔的位置低的位置。在该构成中，排出到底面的电解液易于从形成于盖体的开口排出到外部。
本发明的一方面的蓄电模块具备上述的任意一种压力调整阀结构。
发明效果
根据本发明的一方面，能够提供能够抑制由于所排出的电解液而产生的短路的压力调整阀结构及蓄电模块。
附图说明
图1是示出具备一个例子的蓄电模块的蓄电装置的概略截面图。
图2是一个例子的蓄电模块的概略截面图。
图3是一个例子的蓄电模块的概略立体图。
图4是示出一个例子的蓄电模块的一部分的分解立体图。
图5是一个例子的压力调整阀的分解立体图。
图6是一个例子的压力调整阀的仰视图。
图7是一个例子的壳体的俯视图。
图8是一个例子的罩的俯视图。
图9是示出壳体与罩组合后的状态的截面示意图。
图10是示出壳体与罩组合后的状态的截面示意图。
附图标记说明
2…蓄电模块，12…压力调整阀，49…连通孔，30…阀体(弹性阀体)，30a…第1端面，30b…第2端面，31…罩(盖体)，32b…内壁面(壁面)，36…外周壁，37…分隔壁部(筒部)，37b…内壁面，39…密封部(突起)，V…内部空间。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在附图的说明中，对于同一要素或同等的要素使用同一附图标记，省略重复的说明。在图中，根据需要示出XYZ正交坐标系。
图1是示出具备本实施方式的蓄电模块的蓄电装置的一个例子的概略截面图。图1所示的蓄电装置1例如作为叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池使用。蓄电装置1具备：包含层叠的多个蓄电模块2的模块层叠体4、以及对模块层叠体4在模块层叠体4的层叠方向D上附加约束载荷的约束构件3。
模块层叠体4包含多个(在此为4个)蓄电模块2和多个(在此为3个)导电板5。蓄电模块2是双极电池，从层叠方向D观看时呈矩形形状。蓄电模块2例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池、或者双电层电容器。在以下的说明中，例示镍氢二次电池。
在层叠方向D上相互相邻的蓄电模块2彼此经由导电板5以串联的方式被电连接。在模块层叠体4的层叠方向D的两端，按顺序层叠有电连接到蓄电模块2的导电板P、以及绝缘板F。一个导电板P连接着正极端子6，另一个导电板P连接着负极端子7。正极端子6及负极端子7例如从导电板P的缘部向与层叠方向D交叉的方向引出。通过正极端子6及负极端子7来实施蓄电装置1的充放电。
在配置于蓄电模块2之间的导电板5的内部，设置有使空气等冷却用介质流通的多个流路5a。流路5a例如沿着与层叠方向D和正极端子6及负极端子7的引出方向分别交叉(正交)的方向延伸。导电板5具有将蓄电模块2彼此电连接的作为连接构件的功能。另外，导电板5兼有通过使冷却用介质在这些流路5a中流通来对蓄电模块2所产生的热进行散热的作为散热板的功能。在图1的例子中，从层叠方向D观看时的导电板5的面积比从层叠方向D观看时的蓄电模块2的面积小，但从提高散热性的观点来看，导电板5的面积既可以与蓄电模块2的面积相同，也可以比蓄电模块2的面积大。
约束构件3由在层叠方向D上夹着模块层叠体4的一对端板8、以及将端板8彼此紧固的紧固螺栓9及螺母10构成。端板8是具有比从层叠方向D观看时的蓄电模块2、导电板5以及导电板P的面积大一圈的面积的矩形金属板。在各端板8与导电板P之间设置有具有电绝缘性的绝缘板F，因此端板8与导电板P之间被该绝缘板F绝缘。
在端板8的缘部，在从层叠方向D观看时比模块层叠体4靠外侧的位置设置有插通孔8a。紧固螺栓9从一方端板8的插通孔8a向另一方端板8的插通孔8a穿过。在从另一方端板8的插通孔8a突出的紧固螺栓9的顶端部分螺合有螺母10。由此，蓄电模块2、导电板5以及导电板P被端板8夹持，作为模块层叠体4实现单元化。另外，对模块层叠体4在层叠方向D上附加有约束载荷。
接着，详细说明蓄电模块2的构成。图2是示出蓄电模块的内部构成的概略截面图。图3是蓄电模块的概略立体图。在图2和图3中，蓄电模块2具有在层叠方向D上层叠有多个电池单体(例如24个电池单体)的结构(多电池单体结构)。此外，“电池单体(Cell)”是指构成电池的最小单位，具有收纳有正极、负极、隔离物以及电解液的内部空间。在一个例子中，可以是1个正极、1个负极、配置在正极和负极之间的隔离物、以及电解液收纳于内部空间从而构成一个电池单体，但也可以例如多个正极、多个负极、多个隔离物以及电解液收纳于内部空间从而构成一个电池单体。
蓄电模块2具备模块主体11和装配于模块主体11的多个(在此为4个)压力调整阀12。模块主体11具备电极层叠体15和配置成围绕电极层叠体15的框体16。电极层叠体15具备隔着隔离物14并沿着蓄电模块2的层叠方向D层叠的多个电极。多个电极包含多个双极电极13、负极终端电极21以及正极终端电极20。
双极电极13具有：电极板17，其包含一个面17a和一个面17a的相反侧的另一个面17b；正极活性物质层18，其设置于一个面17a；以及负极活性物质层19，其设置于另一个面17b。正极活性物质层18是通过将包含正极活性物质的正极浆料涂布到电极板17而形成的。作为正极活性物质，例如可以举出氢氧化镍。负极活性物质层19是通过将包含负极活性物质的负极浆料涂布到电极板17而形成的。作为负极活性物质，例如可以举出储氢合金。
在本实施方式中，电极板17的另一个面17b中的负极活性物质层19的形成区域相对于电极板17的一个面17a中的正极活性物质层18的形成区域大一圈。在电极层叠体15中，1个双极电极13的正极活性物质层18隔着隔离物14与在层叠方向D的一方相邻的另一双极电极13的负极活性物质层19相对。在电极层叠体15中，1个双极电极13的负极活性物质层19隔着隔离物14与在层叠方向D的另一方相邻的另一双极电极13的正极活性物质层18相对。
负极终端电极21具有电极板17和设置于电极板17的另一个面17b的负极活性物质层19。负极终端电极21以另一个面17b朝向电极层叠体15中的层叠方向D的中央侧的方式配置于层叠方向D的一端。负极终端电极21的电极板17的一个面17a构成电极层叠体15的层叠方向D上的一个外侧面，电连接到与蓄电模块2相邻的一个导电板5或导电板P(参照图1)。设置于负极终端电极21的电极板17的另一个面17b的负极活性物质层19隔着隔离物14与层叠方向D的一端的双极电极13的正极活性物质层18相对。
正极终端电极20具有电极板17和设置于电极板17的一个面17a的正极活性物质层18。正极终端电极20以一个面17a朝向电极层叠体15中的层叠方向D的中央侧的方式配置于层叠方向D的另一端。正极终端电极20的电极板17的另一个面17b构成电极层叠体15的层叠方向D上的另一个外侧面，电连接到与蓄电模块2相邻的另一个导电板5或导电板P(参照图1)。设置于正极终端电极20的一个面17a的正极活性物质层18隔着隔离物14与层叠方向D的另一端的双极电极13的负极活性物质层19相对。
电极板17是具有在水平方向上延伸的板状的导电体，表现出挠性。因此，水平方向也能称为电极板17的延伸方向。电极板17例如是镍箔、被实施了镀敷处理的钢板、或者被实施了镀敷处理的不锈钢钢板。作为钢板，例如可以举出JIS G 3141：2005所规定的冷轧钢板(SPCC等)。作为不锈钢钢板，例如可以举出JIS G 4305：2015所规定的SUS304等。电极板17的厚度例如是0.1μm以上1000μm以下。此外，在电极板17是镍箔的情况下，也可以对该镍箔实施镀敷处理。电极板17的缘部17c(双极电极13的缘部)呈矩形框状，是不涂布正极浆料及负极浆料的未涂布区域。
隔离物14例如形成为片状。作为隔离物14，可以例示包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔质膜、包括聚丙烯、甲基纤维素等的纺织布或无纺布等。隔离物14也可以是由偏氟乙烯树脂化合物进行了加强的隔离物。
框体16例如由绝缘性树脂在整体上形成为矩形的框状。框体16设置成包围各个电极板17的缘部17c，并且包围电极层叠体15的侧面15a。框体16保持着缘部17c。框体16具有：多个第1密封部22，其与电极板17的缘部17c结合；以及第2密封部23，其沿着层叠方向D延伸，与各个第1密封部22结合。第1密封部22及第2密封部23由具有耐碱性的绝缘性树脂构成。作为第1密封部22及第2密封部23的构成材料，可以举出例如聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(改性PPE)等。
第1密封部22在电极板17的一个面17a中连续设置在缘部17c的整周上，从层叠方向D观看时呈矩形框状。在本实施方式中，不仅对双极电极13的电极板17，还对负极终端电极21的电极板17和正极终端电极20的电极板17设置有第1密封部22。在负极终端电极21中，在电极板17的一个面17a的缘部17c设置有第1密封部22，在正极终端电极20中，在电极板17的一个面17a和另一个面17b双方的缘部17c设置有第1密封部22。
第1密封部22与电极板17的缘部17c重叠，形成有重叠部分K。在重叠部分K中，第1密封部22例如通过超声波或者热压接而气密地熔接到电极板17。第1密封部22例如是使用在层叠方向D上具有规定厚度的膜形成的。第1密封部22的内侧位于在层叠方向D上相互相邻的电极板17的缘部17c彼此之间(比电极层叠体15的侧面15a靠内侧)。第1密封部22的外侧比电极板17的边缘向外侧(比电极层叠体15的侧面15a靠外侧)伸出，其顶端部分由第2密封部23保持。沿着层叠方向D相互相邻的第1密封部22彼此既可以是相互分开的，也可以是相接触的。另外，第1密封部22的外缘部分彼此例如可以通过热板熔接等相互结合。
在电极层叠体15中，在层叠方向D上位于内层的第1密封部22的内缘侧，设置有用于载置隔离物14的缘部的台阶部22s。台阶部22s可以通过将构成第1密封部22的膜的外缘部分向内侧翻折来形成。台阶部22s也可以通过使构成台阶上段的膜与构成台阶下段的膜重合来形成。
第2密封部23设置于电极层叠体15及第1密封部22的外侧，构成蓄电模块2的外壁(箱体)。第2密封部23例如通过树脂的注射模塑成型来形成，沿着层叠方向D在电极层叠体15的整个长度上延伸。第2密封部23是以层叠方向D为轴向而延伸的矩形框状。第2密封部23例如通过注射模塑成型时的热而熔接于第1密封部22的外缘部分。
第2密封部23在层叠方向D上的两端部分别具有悬垂部23a。一个悬垂部23a在层叠方向D的一端部向第1密封部22的内缘侧伸出，与熔接于构成负极终端电极21的电极板17的一个面17a的第1密封部22结合。另一个悬垂部23a在层叠方向D的另一端部向第1密封部22的内缘侧伸出，与熔接于构成正极终端电极20的电极板17的另一个面17b的第1密封部22结合。一个悬垂部23a和另一个悬垂部23a的伸出长度相互相等，这些悬垂部23a的顶端23b在从层叠方向D观看时位于与电极板17和第1密封部22的重叠部分K重叠的位置。
第1密封部22及第2密封部23在相邻的电极之间形成内部空间V，并且密封内部空间V。更具体地，第2密封部23与第1密封部22一起将沿着层叠方向D相互相邻的双极电极13之间、沿着层叠方向D相互相邻的负极终端电极21和双极电极13之间、以及沿着层叠方向D相互相邻的正极终端电极20和双极电极13之间分别密封。由此，在相邻的双极电极13之间、负极终端电极21和双极电极13之间、以及正极终端电极20和双极电极13之间分别形成有被气密地隔开的内部空间V。在本实施方式中，被电极板17的一个面17a、与该电极板17相邻的一个电极板17的另一个面17b、以及第1密封部22包围的空间成为内部空间V。在该内部空间V收纳有电解液。
即，由电极板17和形成于该电极板17的一个面17a的正极活性物质层18、与该电极板17相邻的一个电极板17和形成于该一个电极板17的另一个面17b的负极活性物质层19、配置在该正极活性物质层18和该负极活性物质层19之间的隔离物14、以及电解液构成了1个电池单体。换言之，1个电池单体在相邻的电极之间具有由第1密封部22及第2密封部23密封的内部空间V。并且，形成于电极板17的一个面17a的正极活性物质层18、形成于与该电极板17相邻的一个电极板17的另一个面17b的负极活性物质层19、配置在该正极活性物质层18和该负极活性物质层19之间的隔离物14、以及电解液收纳于该内部空间V。电解液例如是包含氢氧化钾水溶液等碱性溶液的水系电解液。电解液浸渍到隔离物14、正极活性物质层18以及负极活性物质层19内。蓄电模块2包含在层叠方向D上按顺序排列的多个(在图示的例子中为24个)内部空间V。即，蓄电模块2包含在层叠方向D上排列的多个电池单体(在图示的例子中为24个)。
进一步参照图4～图8说明压力调整阀12的构成、即压力调整阀结构。图4是示出一个例子的蓄电模块的一部分的分解立体图。图5是示出一个例子的压力调整阀的分解立体图。图6是一个例子的压力调整阀的仰视图。图7是构成压力调整阀的壳体的俯视图。图8是构成压力调整阀的罩的俯视图。
如图3和图4所示，在构成框体16的1个壁部16a设置有用于装配压力调整阀12的多个(在此为4个)装配区域24。在一个例子中，针对在Y方向上相邻的2个装配区域24装配1个压力调整阀12。在各装配区域24中，框体16具有贯通到内部空间V(参照图2)的贯通孔16b。在各装配区域24中，设置有多个(在此为6个)贯通孔16b。贯通孔16b在各装配区域24中按3列2级(在Y方向上为3列，在Z方向上为2级)排列。因而，贯通孔16b在壁部16a中按12列2级排列。各贯通孔16b分别与不同的电池单体的内部空间V连通。
各贯通孔16b包含设置于第1密封部22的贯通孔25和设置于第2密封部23的贯通孔26。贯通孔16b作为用于对内部空间V注入电解液的注液孔发挥功能。另外，贯通孔16b在注入了电解液后成为在内部空间V产生的气体(例如氢气)所流经的流路。
在第2密封部23的各装配区域24的外侧面分别设置有大致框状的接合用突起27。接合用突起27将模块主体11和压力调整阀12接合，并且与贯通孔26配合形成来自各内部空间V的气体分别流经的多个(在此为6个)流路28。因而，流路28在各装配区域24中以3列2级排列。流路28在沿着与X方向垂直的面的截面中具有矩形形状。接合用突起27在从X方向观看时形成为格子状。
如图4和图5所示，压力调整阀12具有壳体29、多个(在此为12个)阀体30、以及罩31。壳体29例如由PP、PPS或者改性PPE等树脂形成。壳体29在从壳体29与罩31相对的相对方向观看时形成为大致矩形形状。相对方向是压力调整阀12相对于模块主体11(壁部16a)的装配方向，也是后述的阀体30的压缩方向。压力调整阀12在与壁部16a垂直的方向上装配到模块主体11。因此，相对方向与X方向一致。
壳体29具有底壁部(壁部)32。在底壁部32设置有从模块主体11侧的外壁面32a朝向罩31侧的内壁面32b(壁面)在相对方向上贯通的多个(在此为12个)贯通孔33。这些贯通孔33与模块主体11的各贯通孔16b经由空间分别连接。即，由贯通孔33及贯通孔16b构成与形成于模块主体11的内部空间V连通的连通孔49。换言之，贯通孔33及贯通孔16b各自构成连通孔49的一部分，多个连通孔49按一对一的关系与多个内部空间V分别连通。贯通孔33相当于连通孔49的出口，在沿着与X方向垂直的面(YZ平面)的截面上具有圆形形状(参照图6)。
如图6所示，在底壁部32的外壁面32a设置有大致框状的一对接合用突起34。一对接合用突起34按与接合用突起27对应的间隔在Y方向上分开形成。一对接合用突起34将模块主体11和压力调整阀12接合，并且形成来自各内部空间V的气体分别流经的多个(在此为12个)流路35。接合用突起34与模块主体11的接合用突起27接合。接合用突起34具有与接合用突起27对应的形状和尺寸。因而，流路35在沿着与X方向垂直的面(YZ平面)的截面中具有矩形形状。另外，接合用突起34在从X方向观看时形成为格子状。此外，模块主体11与压力调整阀12例如通过热板熔接来接合。具体地，在模块主体11和压力调整阀12之间配置热板，之后使接合用突起27及接合用突起34的顶端抵接于热板，从而接合用突起27及接合用突起34的顶端熔融。接下来，在接合用突起27及接合用突起34熔融的期间，将接合用突起34的顶端压靠于接合用突起27的顶端，从而将接合用突起27与接合用突起34熔接(接合)。其结果是，模块主体11与压力调整阀12被接合。
如图4、图5以及图7所示，壳体29具有分别从底壁部32向罩31侧突出的外周壁36及分隔壁部(筒部)37。在本实施方式中，外周壁36及分隔壁部37与底壁部32一体地形成。外周壁36以一并包围多个(在此为12个)阀体30的方式竖立设置于底壁部32的内壁面32b的缘部。具体地，外周壁36在底壁部32的外周缘部的整周上形成，构成壳体29的外壁。更具体地，外周壁36在从相对方向观看时沿着按大致矩形形状形成的底壁部32的外周缘部形成为大致矩形框状。
分隔壁部37以覆盖各阀体30的侧面30c的方式以底壁部32的内壁面32b为基端竖立设置。在一个例子中，分隔壁部37形成了收纳各阀体30的大致圆柱状(更准确地为圆锥台状)的收纳空间S1。即，分隔壁部37呈截面具有大致圆形形状的筒状。此外，所谓筒状，只要是在内侧能形成用于收纳在X方向上延伸的弹性阀体的大致柱状的空间的形状即可，无需各个分隔壁部37独立地形成为筒状。在本实施方式中，分隔壁部37和外周壁36的一部分包围阀体30的侧面30c，从而形成了收纳空间S1。另外，在本实施方式中，收纳一个阀体30的分隔壁部37与收纳配置在与该一个阀体30相邻的位置的另一阀体30的分隔壁部37被一体地形成。这样，收纳相互不同的阀体30的分隔壁部37彼此可以具有共用的部分。此外，各个分隔壁部37的外周面也可以是相互分开的，而且，也可以是与外周壁36的内壁面36b分开的。
在本实施方式中，以底壁部32的内壁面32b为基准，外周壁36的罩31侧的端面36a与分隔壁部37的罩31侧的端面37a相比在相对方向上位于较高的位置。因而，在壳体29固定有罩31的状态下，罩31与外周壁36的端面36a相接触，另一方面，罩31与分隔壁部37的端面37a是相互分开的。即，在罩31和分隔壁部37的端面37a之间形成有空间S2。该空间S2作为从内部空间V流入到压力调整阀12的内部的气体的流路发挥功能。
阀体30(弹性阀体)以堵塞贯通孔33的方式收纳于收纳空间S1。阀体30是由橡胶等弹性构件形成的圆柱状构件。阀体30具有：在底壁部32的内壁面32b侧堵塞贯通孔33的第1端面30a、位于与第1端面30a相反的一侧的第2端面30b、以及将第1端面30a和第2端面30b连接的侧面30c。第2端面30b是被罩31按压的被按压面。阀体30以第1端面30a压靠于底壁部32的内壁面32b的状态配置，从而将贯通孔33堵塞。阀体30根据内部空间V的压力使贯通孔33开闭。在阀体30的侧面30c和分隔壁部37的内壁面37b或外周壁36的内壁面36b之间设置有间隙G。
如图5和图7所示，在分隔壁部37的内壁面37b形成有用于对阀体30进行定位的突出部38。突出部38从分隔壁部37的内壁面37b向内周突出。即，突出部38从内壁面37b向收纳空间S1的中心突出。突出部38沿着贯通孔33的中心轴线所延伸的方向(X轴方向)设置在分隔壁部37的内壁面37b整体上。突出部38以与阀体30的侧面30c接触的方式形成。通过使突出部38与阀体30接触，阀体30的中心位置与贯通孔33的中心轴线能相互一致。通过这种突出部38，能够将阀体30的错位抑制为一定的范围内。在本实施方式中，多个(在此为6个)突出部38绕贯通孔33的中心轴线以等间距形成。在图示的例子中，在从X方向观看时，包含在沿着穿过贯通孔33的中心的Z轴的线上(即，6点钟的位置和12点钟的位置)形成的2个突出部38在内的6个突出部38以60°的间距配置。
如图7所示，在收纳空间S1中，在底壁部32的内壁面32b形成有从该内壁面32b向外侧突出的密封部(突起)39。即，密封部39在从相对方向观看时，被分隔壁部37包围。另外，多个密封部39一并被外周壁36包围。此外，在一个例子中，如上所述，是对2个装配区域24装配1个压力调整阀12的构成，因此，多个密封部39从Y方向的中央分成向一侧和另一侧配置。将配置于从Y方向的中央到一侧的密封部39包围的分隔壁部37与将配置于从Y方向的中央到另一侧的密封部39包围的分隔壁部37在Y方向的中央是相互分开的。另外，在多个贯通孔33中，形成于比Z方向的中央靠下侧的贯通孔33和形成于比Z方向的中央靠上侧的贯通孔33沿着Y方向交替地排列。因此，在Y方向上相邻的密封部39彼此在Z方向上的位置相互错开。另外，多个分隔壁部37在Y方向(左右方向)上配置于相互错开的位置。在一个例子中，在Y方向上相互相邻的一个分隔壁部37的轴芯(穿过贯通孔33的中央且在X方向上延伸的线)与另一个分隔壁部37的轴芯在Y方向上的距离可以比分隔壁部37的半径大。
密封部39通过与压靠于该密封部39的阀体30的第1端面30a接触，而将贯通孔33和间隙G之间以能开闭的方式进行封闭。密封部39以包围内壁面32b中的贯通孔33的开口端的方式形成。密封部39沿着贯通孔33的缘部形成为以贯通孔33的中心轴线为中心的圆环状。密封部39以将贯通孔33的整周无间隙地包围的方式形成。由此，密封部39与阀体30的第1端面30a无间隙地接触，确保了气密性。
如图5和图7所示，在壳体29形成有沿着形成于罩31的一对切口31a(后述)的、与罩31的缘部熔接(接合)的接合用壁部40。一个例子的接合用壁部40在从相对方向观看时形成于一个对角位置。接合用壁部40与外周壁36一体地形成。接合用壁部40的罩31侧的端面40a与外周壁36的端面36a形成于同一平面上。
罩(盖体)31是堵塞壳体29的开口的板状构件。罩31例如由PP、PPS或改性PPE等树脂形成。在一个例子中，罩31可以通过注射模塑成型来制造。如图8所示，在罩31形成有与壳体29的接合用壁部40对应的一对切口31a。在从相对方向观看时，罩31的外周缘部中的沿着切口31a的缘部以外的部分的位置与壳体29的外周缘部(外周壁36的外侧缘部)的位置大致一致。
罩31通过熔接与壳体29的开口端面接合。具体地，罩31的缘部42中的、沿着切口31a的部分熔接到接合用壁部40的端面40a，沿着切口31a以外的部分熔接到外周壁36的端面36a。罩31的缘部42例如通过超声波熔接而接合到壳体29的开口端面。
在罩31设置有用于将压力调整阀12的内部气体排放到压力调整阀12的外部的排气口41。在本实施方式中，作为一个例子，在罩31的Y方向的中央设置有矩形形状的排气口41。排气口41配置成在从相对方向观看时与阀体30不重叠。排气口41在从相对方向观看时，例如形成为矩形形状。
罩31具有按压阀体30的第2端面30b的平坦的内表面43。各个阀体30被内表面43朝向对应的密封部39压缩。在一个例子中，罩31的内表面43可以是被罩31的缘部42包围的范围。在罩31中，在与内表面43相反的一侧的外表面45形成有用于加强罩31的加强部50。一个例子的加强部50是将罩31部分地设为厚壁而形成的。在图示的例子中，示出了在Z方向(第1方向)上延伸的多个加强部51和在Y方向(第2方向)上延伸的一对加强部52。另外，在图示的例子中，沿着切口31a形成有加强部53。
接下来，参照图9和图10进一步说明压力调整阀12的构成。图9是示出壳体与罩组合后的状态的截面图。图9是沿着比压力调整阀12的Z方向的中央靠上侧形成的贯通孔的位置的截面图。图10是示出壳体与罩组合后的状态的截面图。图10是沿着形成于罩的排气口的位置的截面图。此外，在图9和图10中，省略了阀体30。
如图9所示，在各个分隔壁部37的内壁面37b，形成有在使阀体30的压缩方向(X方向)沿着水平的状态下从基端朝向顶端往重力方向(Z方向)下方倾斜的倾斜面37c。在一个例子中，分隔壁部37的内壁面37b形成为直径从基端朝向顶端变大的倒锥状。因此，在如图所示那样使X方向和Y方向沿着水平的状态下，构成内壁面37b之中的下侧内壁面的面成为从基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的倾斜面37c。另外，构成内壁面37b之中的上侧内壁面的面从基端朝向顶端往上方倾斜。在使X方向和Y方向沿着水平的状态下，倾斜面37c相对于水平面的角度是从贯通孔33排出的电解液能向罩31侧流动的角度，例如可以是约0.1°～5°程度。
如图所示，突出部38从内壁面37b突出的高度从分隔壁部37的基端到顶端是一定的。因此，形成于内壁面37b内的多个(在此为6个)突出部38配置成从分隔壁部37的基端朝向顶端而彼此的间隔变大。另外，在使X方向和Y方向沿着水平的状态下，配置于下侧(例如6点钟的位置)的突出部38朝向罩31侧往下方倾斜。
另外，在外周壁36的内壁面36b，在压缩方向上的从分隔壁部37的端面37a到罩31之间形成有底面36c。底面36c在倾斜面37c配置成从基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的状态下，从基端朝向顶端而(即，朝向罩31侧)往重力方向下方倾斜。在使X方向和Y方向沿着水平的状态下，倾斜面37c相对于水平面的角度是从分隔壁部37内排出的电解液能向罩31侧流动的角度，例如可以是约0.1°～5°程度。在一个例子中，底面36c的角度可以与倾斜面37c的角度相同。
如图10所示，形成于罩31的排气口41成为将被外周壁36包围的空间S2和罩31的外部连通的开口。在一个例子的压力调整阀12中，排气口41不仅成为从贯通孔33排出的气体的排出口，而且成为从贯通孔33排出的电解液的排出口。在倾斜面37c配置成从基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的状态下，排气口41的下侧端面41a的位置在底面36c的罩31侧的端缘的位置以下。在图示的例子中，排气口41的下侧端面41a是沿着Y方向的，与底面36c的罩31侧的端缘形成于同一平面上。此外，排气口41也可以例如形成为切口状。
在以上说明的压力调整阀12的结构中，通过使多个阀体30各自的第2端面30b被罩31按压，第1端面30a抵接于包围贯通孔33(连通孔49)的密封部39。由此，阀体30的第1端面30a与密封部39紧贴，各个贯通孔33能被对应的阀体30封闭。壳体29的贯通孔33经由第2密封部23的贯通孔26和第1密封部22的贯通孔25与模块主体11的内部空间V连通。当内部空间V的压力低于设定压力时，会维持为贯通孔33被阀体30堵塞的闭阀状态。当内部空间V的压力上升而成为设定压力以上时，阀体30以与底壁部32分开的方式进行弹性变形，成为贯通孔33的封闭被解除的开阀状态。其结果是，来自内部空间V的气体经由阀体30的侧面30c和分隔壁部37的内壁面37b之间的间隙G(收纳空间S1)向形成于分隔壁部37和罩31之间的空间S2流通。然后，该气体从空间S2经由排气口41向压力调整阀12的外部排放。
在进行模块主体11的内压调整的情况下，在内部空间V产生的气体从贯通孔33排出到分隔壁部37的收纳空间S1，并且内部空间V内的电解液也可能从贯通孔33排出到收纳空间S1。在这种情况下，若从2个连通孔排出的电解液被相互连接，则当该2个连通孔被同时开阀时，考虑会有对应的电极彼此经由电解液短路的情况。
在上述的压力调整阀结构中，在电极的层叠方向与竖直方向一致且阀体30的压缩方向沿着水平的状态下，被排出到收纳空间S1的电解液沿着形成于分隔壁部37的内壁面37b的倾斜面37c流动，经由与罩31之间的间隙排出到收纳空间S1外。这样，电解液不会滞留于收纳空间S1内，因此与贯通孔33对应的电极彼此经由电解液的短路得到抑制。
另外，收纳空间S1的截面呈大致圆形，分隔壁部37的内壁面37b形成为直径从基端朝向顶端变大的倒锥状。在该构成中，当设为使阀体30的压缩方向(X方向)沿着水平的状态时，内壁面37b中的下侧的面成为倾斜面37c。在这种情况下，即使在压力调整阀12的Y方向不是沿着水平的状态下，倾斜面37c也朝向罩31侧往下方倾斜。
另外，多个分隔壁部37在Y方向上配置于相互错开的位置。即，多个分隔壁部37在倾斜面37c配置成从基端朝向顶端往下方倾斜的状态下，从压缩方向观看时在左右方向上相互错开配置。在该构成中，相邻的分隔壁部37彼此在上下方向上不会重合。即，从比Z方向的中央靠上侧配置的分隔壁部37朝向比Z方向的中央靠下侧配置的分隔壁部37排出电解液的情况得到抑制。特别是，在相互相邻的一个分隔壁部37的轴芯与另一个分隔壁部37的轴芯在Y方向上的距离比分隔壁部37的半径大的情况下，配置于上侧的分隔壁部37的最下端的位置与配置于下侧的分隔壁部37在Y方向上不重复。在这种情况下，从上侧的分隔壁部37排出的电解液易于不经由下侧的分隔壁部37流下到底面36c。
另外，在外周壁36的内壁面36b，在压缩方向上的从分隔壁部37到罩31之间形成有底面36c。在该构成中，从分隔壁部37与罩31之间的间隙排出到底面36c的电解液能顺着底面36c的倾斜而向远离分隔壁部37的端面37a的方向流动。所排出的电解液易于与端面37a分开，因此，不同的贯通孔33彼此经由电解液被连接的情况得到抑制。
在罩31设置有排气口41作为将被外周壁36包围的空间S2与外部连通的开口。在倾斜面37c配置成从与底壁部32的内壁面32b连接的基端朝向顶端往下方倾斜的状态下，排气口41的至少一部分区域形成于比在最低的位置形成的贯通孔33的位置低的位置。一个例子的排气口41的下侧端面41a的位置在外周壁36中的底面36c的罩31侧的端缘的位置以下。在上述的构成中，从收纳空间S1排出到底面36c的电解液存积于底面36c上的情况得到抑制。即，电解液易于从排气口41排出到外部。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但具体的构成不限于该实施方式。
在一个例子中，示出了对2个装配区域24装配1个压力调整阀12的构成，但是例如也可以对1个装配区域装配1个压力调整阀。另外，也可以对4个装配区域装配1个压力调整阀12。
另外，示出了在模块主体11的框体16装配构成压力调整阀12的壳体29的构成，但是例如也可以通过注射模塑成型一体地形成模块主体的框体和压力调整阀的壳体。
另外，收纳阀体30的收纳空间S1的截面形状不限于大致圆形，例如，也可以是四边形、六边形等多边形形状。
另外，示出了排气口41的下侧端面41a的位置在外周壁36中的底面36c的罩31侧的端缘的位置以下的例子，但是例如排气口41的下侧端面41a的位置也可以处于比底面36c的罩31侧的端缘的位置高的位置。

Claims (5)

1.一种压力调整阀结构，用于包含多个电池单体的蓄电模块，上述电池单体具有收纳有正极、负极、隔离物以及电解液的内部空间，上述压力调整阀结构的特征在于，具备：
壁部，其具有与多个上述内部空间分别连通的多个连通孔；
多个筒部，其以上述壁部的壁面为基端包围各个上述连通孔并向外侧突出；
弹性阀体，其具有第1端面、以及与上述第1端面相反的一侧的第2端面，上述弹性阀体收纳于各个上述筒部内，通过上述第1端面来封闭上述连通孔；
外周壁，其一并包围上述多个筒部；以及
盖体，其固定于上述外周壁，朝向上述壁部按压上述弹性阀体的上述第2端面，
上述筒部与上述盖体是相互分开的，
在上述筒部的内壁面，形成有在使上述弹性阀体的压缩方向沿着水平的状态下从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜的第1倾斜面和从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向上方倾斜的第2倾斜面，
上述筒部的截面从上述压缩方向观看时呈圆形，
上述筒部的内壁面形成为直径从上述筒部的基端朝向顶端变大而形成了上述第1倾斜面和上述第2倾斜面，
上述筒部的收纳上述弹性阀体的收纳空间为圆锥台状，
在从上述压缩方向观看时，在上述外周壁内的左右方向的中央，位于从上述左右方向的中央到一侧的上述筒部与位于从上述左右方向的中央到另一侧的上述筒部在上述左右方向上是相互分开的，
在上述盖体的上述左右方向的中央，设置有将被上述外周壁包围的空间与外部连通的开口。
2.根据权利要求1所述的压力调整阀结构，其中，
上述多个筒部的内壁面在上述第1倾斜面配置成从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜并且上述第2倾斜面配置成从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向上方倾斜的状态下，从上述压缩方向观看时在上述左右方向上相互错开配置。
3.根据权利要求1或2所述的压力调整阀结构，其中，
在上述外周壁的内壁面，在上述压缩方向上的从上述筒部到上述盖体之间形成有在上述第1倾斜面配置成从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向下方倾斜并且上述第2倾斜面配置成从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向上方倾斜的状态下朝向上述盖体侧往重力方向下方倾斜的底面。
4.根据权利要求3所述的压力调整阀结构，其中，
在上述第1倾斜面配置成从上述筒部基端朝向顶端往重力方向下方倾斜并且上述第2倾斜面配置成从上述筒部的基端朝向顶端往重力方向上方倾斜的状态下，上述开口的至少一部分区域形成于比形成有上述连通孔的位置低的位置。
5.一种蓄电模块，其特征在于，
具备权利要求1至4中的任意一项所述的压力调整阀结构。
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